基于红外热成像的电气设备故障诊断
红外成像技术在电气设备故障诊断中的应用

红外成像技术在电气设备故障诊断中的应用随着现代工业的高速发展,电气设备也日益广泛地应用于各种行业中,该技术的发展和应用也成为了社会进步与发展的重要指标之一。
然而,由于环境温度和使用环境等原因,电气设备的故障率也相应地增加了。
为解决这一问题,人们发明了红外成像技术,可以借助红外照相机来检测电气设备的故障,从而快速找到问题所在并进行维修和替换。
那么,红外成像技术在电气设备诊断中的应用与优势是什么呢?一、基本原理红外成像技术是应用红外波段辐射成像技术来检测电气设备的故障状态。
电器设备的故障信息主要体现于温度的变化,而故障热点的温度远高于周围环境的温度,利用红外设备可以检测和分析这些热点的温度变化,以确定设备是否出现故障,并确定故障的原因。
二、应用优势1.高效性利用红外成像技术,可以在未停机情况下,在短时间内检测出电气设备存在的故障热点。
这种方法的检测效率非常高,可通过快速地确定哪些部分存在问题来减少检修时间和成本。
2.高精度红外成像技术可以对电器设备的电路板,电容器,集成电路和焊接点等目标进行非接触式检测,使检测出来的结果具有极高的精度并减少了操作人员的误差。
3.安全性传统的设备检测通常需要打开设备检查,会带来潜在的安全风险。
而红外成像技术不需要接触电气设备和裸露的导线,可以在不影响安全生产的情况下进行检测,非常安全。
4.可视化利用红外成像技术,可以将电器设备的故障热点以可视化的形式展现在屏幕上,使得检测和分析结果更直观,便于电气维修人员进行分析诊断和问题解决。
5.经济性红外成像技术可以在未停机情况下,检测出电气设备的故障热点,有助于避免设备损坏增加维护成本和维修费用,从而更加经济高效。
三、应用场景红外成像技术在电气设备诊断中的应用场景是非常广泛的。
其主要应用于发电厂,电力变压器,电力线路,工艺自动化和控制设备,电子设备,商业建筑及办公楼和家庭电器等场景中,检测这些设备和电器设施的故障,并及时提醒维修人员进行定位和修复设备的故障核心问题。
基于红外图像分析的电力设备热故障检测技术研究

基于红外图像分析的电力设备热故障检测技术研究摘要:设计基于红外图像分析的电力设备热故障检测系统,该系统由图像采集模块和图像检测模块组成。
根据目标设备的形状特征识别热图像中的电力设备,计算设备区域内的最高温度值,并对各种影响因素进行修正后做出诊断,取得了令人满意的结果。
在与主动式传感器的电力设备热故障检测法的对比试验中,证明提出的基于红外图像分析的电力设备热故障检测方法在对电力设备热故障区域进行检测时是准确、有效的。
关键词:输变电设备;在线监测;状态诊断;热故障检测中图分类号: TN219?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)11?0123?04Research on electrical equipment thermal fault detection technology based on infrared image analysisLU Zhumao, WANG Tianzheng, YU Hua, MA Liqiang, LIU Yongxin (Electric Power Research Institute, State Grid Shanxi Electric Power Company, Taiyuan 030001, China)Abstract: The electrical equipment thermal fault detection system based on infrared image analysis was designed, which is composed of the image acquisition module and image detection module. The electric equipment in thermal image is recognized according to the shape feature of the target equipment. The maximum temperature in the equipment areais calculated. The various influence factors are corrected for diagnosis, which has obtained the satisfactory result. The comparative test of the proposed method with the electrical equipment thermal fault detection method of active sensor of thermal power equipment fault detection method was performed. It is proved that the electrical equipment thermal fault detection method based on infrared image analysis is accurate and effective to detect the thermal fault area of electrical equipment.Keywords:power transmission equipment;online monitoring;condition diagnosis; thermal fault detection0 引言榱巳繁E哟笫量的电力设备能够正常可靠地运行,必须对这些设备进行定期和经常性的检查和故障诊断。
基于红外热成像原理的电气设备故障诊断

研发基于云平台的远程故障诊断系统,实现对电气设备的实时监测和远程诊断,提高故障诊断的及时性 和便捷性。
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的异常情况,预防断路器故障的发生。
实例三:电动机故障诊断
故障类型
轴承磨损、绕组短路、过载等。
红外热成像表现
轴承磨损导致局部温度升高,绕组短路表现为局部热点,过载可能 导致整体温度升高。
故障诊断
利用红外热成像技术,可以实时监测电动机的运行状态,及时发现轴 承、绕组等部件的故障,为电动机维修提供有力支持。
电气设备维护成本降低
基于红外热成像原理的故障诊断方法,实现了对电气设备的预防性 维护,降低了设备维护成本,延长了设备使用寿命。
对未来研究方向展望
红外热成像技术与人工智能融合
将红外热成像技术与人工智能算法相结合,实现故障的智能识别和自动诊断,提高诊断效率和准确性。
多模态故障诊断技术研究
开展基于红外热成像、声音、振动等多种信息的多模态故障诊断技术研究,提高故障诊断的全面性和准确性。
3
数据处理与分析
红外热成像技术产生的大量数据需要进行高效处 理和分析,提取出有用的故障信息。
解决方案与建议
技术创新
持续推动红外热成像技术的创新和发展,提高分辨率、精度和抗 干扰能力,以满足不断变化的应用需求。
智能算法研究
加强智能算法的研究与应用,提高红外热成像数据的处理效率和 分析准确性,降低误报率和漏报率。
患,保障交通安全。
红外热成像技术发展趋势
高分辨率
提高红外探测器的分辨率 ,获取更精细的热像图信 息,提高故障诊断准确率 。
多光谱融合
结合可见光、红外光谱等 多光谱信息,提高设备故 障 等技术,实现设备故障的 自动识别和预警,提高诊 断效率。
红外热成像技术在电气设备检测中的应用研究

红外热成像技术在电气设备检测中的应用研究红外热成像技术是一种基于物体表面的热辐射能识别和计量物体表面热量分布的检测技术。
它能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题,该技术在电气设备检测的实践中得到了广泛应用。
一、红外热成像技术的原理和特点红外热成像技术是基于物体表面的热辐射能识别和计量的检测技术,它把物体表面辐射的红外线能量转化成电信号,再通过电子处理器处理成可视化信息。
这种技术能够快速、无损地检测出电气设备中的异常热源问题,检测非常方便,而且检测结果直观。
二、红外热成像技术在电气设备检测中的应用1、电力系统检测在电力系统中,红外热成像技术可以检测电力设备故障中的发热情况,比如高压线路、变压器、电缆头等问题。
例如变压器故障,由于变压器绕线中存在接触点问题或者乱纤维、重叠导致局部发热,可以使用红外热成像技术检测出来,避免出现故障,从而提高电力系统的可靠性和安全性。
2、工业设备检测在工业生产中,大量的机器设备中都会存在潜在的故障情况,而这些故障很大程度上存在于机器内部难以观察的地方。
这时候可以使用红外热成像技术,通过检测物体表面的热量变化来发现和诊断机器的潜在故障,及时处理问题,避免出现产生生产延误或者周期性停机的情况。
3、建筑设计检测在建筑设计中,为了保证建筑房屋的保温性和密封性,需要对建筑中的绝缘体能够进行严密的监测,但是传统的测量方法不仅费时费力,而且破坏空间结构。
而红外热成像技术检测方法在建筑绝缘材料中的热工性能和密封情况等方面,用居民透视图的方式快速测量出来,保证了建筑的安全性和图纸设计的合理性。
三、红外热成像技术在电气设备检测中的发展趋势红外热成像技术在电气设备检测中的应用是不断发展的,有着以下的趋势:1、精度更高随着热成像仪的升级,精度越来越高,能够处理更多的信息。
同时,新的可视化功能也能够提升检测精度,使得检测出来的问题更精准。
2、更广泛的应用红外热成像技术在电气设备中的应用不仅仅是局限于电力系统和工业设备的检测,还可以应用在安防、医疗等领域上,因此未来这种技术的应用范围会更广泛。
红外热成像技术在机电设备故障诊断中的应用研究

红外热成像技术在机电设备故障诊断中的应用研究随着科技的快速发展,红外热成像技术已经成为机电设备故障诊断领域常用的无损检测技术。
红外热成像技术可以通过获取被测物体的热图像,分析出物体内部的热分布情况,从而快速发现并定位设备故障,为设备的维修和保养提供依据。
本文将对红外热成像技术在机电设备故障诊断中的应用进行深入研究。
一、红外热成像技术原理及特点红外热成像技术是一种利用红外线辐射来探测物体表面温度分布的技术。
红外线是指由分子、原子、电子等基本粒子在能级变化或运动过程中发出的电磁波。
红外线波长长于可见光,但短于微波,因此可以穿过一些不透明物体,当红外线射入物体时,被测物体表面的温度会对红外线的波长、强度和方向产生影响,再经过红外热成像仪等检测设备的接收、扫描、转换和处理,就可以得到物体表面的红外热图像。
红外热成像技术具有以下特点:1. 容易获取难以观测的物体信息,如密闭物体内部温度分布、表面温度分布等;2. 非接触式检测,无需对被测物体进行破坏性操作和接触性取样;3. 检测结果量化、图像直观,有助于快速分析设备故障;4. 操作简便、成本较低,适用于大规模设备故障诊断。
二、红外热成像技术在机电设备故障诊断中的应用1. 电机故障诊断电机因为长期运转过程中,容易导致磨损、接触不良、绝缘老化等问题,从而引起故障。
而红外热成像技术可以通过监测电机的温升情况,发现可能存在的故障情况。
比如,电机有可能因为轴承水泥老化、轴承破损、摩擦力过大等原因导致温度升高,红外热成像技术可以准确地显示这种异常温升情况,从而及时发现电机故障。
此外,在电机绕组的损伤情况诊断过程中,红外热成像技术也可以大大提高检测的效率、准确性和精度。
2. 输电线路故障诊断红外热成像技术在输电线路故障诊断中也有广泛应用。
输电线路因为长期的暴露在恶劣的自然环境下,极容易受到外部因素的干扰,如雷电、风吹雨打、鸟类触碰等,从而造成线路的老化、开路、短路等故障。
红外热成像技术对高压电气设备的诊断与分析

红外热成像技术对高压电气设备的诊断与分析摘要:当前,我国的红外技术诊断的应用越来越广泛,尤其是在高压电气设备的检修中。
电气设备故障通常主要是热故障,包含内部与外部故障两方面,导致内部故障的主要原因是设备内导电回路接触不良抑或互感器内部接头出现松动的现象等,利用红外热成像技术,可以有效地对内部故障进行诊断,提高故障检修的效率。
关键词:高压电气设备;故障诊断;红外检测技术1高压电力设备主要故障及诊断原理1.1 接触电阻损耗增大故障电气设备的电力系统中,所有的金属导体都存在一定大小的电阻。
当回路中有电流通过这些导体时,由于电阻的存在,电能的一部分便会以热量的形式消耗掉。
由于电阻的存在而产生的发热功率计算公式为:P=I 2 R,其中P表示该导体的发热功率,I表示通过该导体的电流;R表示该导体的电阻。
当电气设备之间接触不良时,该处电阻值增大,导致发热功率明显比附近的导体功率要高,因此导致该处温度升高,发热明显。
1.2 介质损耗增大故障此处的介质主要包括电气设备中的电介质以及导体周围的电气绝缘油等。
在交流电场中,由于电气设备系统中的介质极化方向一直在改变,因此消耗电能而产生热损耗。
热损耗功率计算公式为:P=U 2 wCtanD。
其中U表示电气设备中的电压值;w表示交变电压角频率;C表示介质的等值电容;tanD表示介质损耗角正切值。
高压电气设备正常运行过程中也会产生一定的介质热损耗。
当高压电气设备中的绝缘介质受到破坏时,介质损耗角的正切值会增大,使得介质热损耗功率增大,最终导致电气设备运行温度增加,故障产生。
1.3 铁磁损伤增大故障由于设备结构不合适以及铁芯材质低劣、芯片与芯片之间的绝缘损伤等造成设备内部的短路,造成回路产生磁饱和或磁滞,在芯片间短路处产生环流,从而引起电能损耗产生热量。
1.4 缺油在高压电气设备运行过程中由于故障导致渗油或电气设备变压器的套管排气故障等引发缺油,可能会导致油面放电,引起电气设备表面温度升高。
红外热成像在电气设备故障诊断的应用

红外热成像在电气设备故障诊断的应用摘要:红外热成像技术在电气设备检测中的应用已经被广泛认可,下面主要介绍了红外热成像技术的工作原理和电气设备出现故障的原因,而后对红外热成像技术在电气设备故障诊断中的方法和重要性进行了探究,希望能促进红外热成像技术在更多领域上的应用。
关键词:红外热成像;电气设备;故障;诊断;应用0引言电气设备故障所导致的后果非常严重,并且会带来巨大的经济损失,因此,有必要采取一系列的措施来将这种损失降到最低,而红外热成像技术在设备故障诊断中的应用效果比较好,它能预测故障发生的大致时间、上报故障信息、在发生故障时能及时进行解决,有效避免电气设备异常引发安全事故的现象发生。
1红外热成像技术概念与应用原理1.1红外热成像技术概念自然界中能时刻辐射红外线的物体是温度高于绝对零度的物体,这就说明红外线具有反映物体信息的特点,这为红外技术判别被测目标温度分布奠定了基础。
红外热成像技术采取的是非接触的方式检测,这主要是利用了光电设备在辐射与被测量目标的表面温度之间建立关系。
谈到红外线就能想到可见光和不可见光,红外线的波长是0.78μm以上,超过了人肉眼可见的0.38μm-0.78μm的范围,说明人肉眼看不见红外线。
想要获得红外线图像,需要借助探测器来测量背景与目标两者之间的红外线数值差。
红外热成像仪需要先用红外测探器和光学成像物镜测量目标红外辐射能量的分布,而后将数据传输至光敏元件中,才能生成热成像图像。
1.2红外热成像技术原理红外热成像技术主要是利用温度远远超出绝对零度的物体向外不停辐射出红外线辐射。
这些红外线辐射过程承载了一定的物质信息,我们可以利用这些物质信息可以对检测物质温度的进行判断,可以使热分布场的方向变得更加明确。
具体来说,是运用红外光信号转变成电信号的红外探测器,来检测物体发热部分所释放出来的红外辐射信号,并将这些信号转化成可以识别的电信号,经过一些具有成像功能的装置完成转换之后,便能够清晰地显现出被测物体温度空间的实际分布情况,再经过系统进行有效处置之后,便可以将热图像的视频信号呈现出来,随后在屏幕上反映出来。
红外热成像技术在电气设备故障诊断中的应用

红外热成像技术在电气设备故障诊断中的应用摘要:随着我国社会经济的高速发展,工业发展水平不断进步,其中电气设备的应用变得越来越广泛。
从某种意义上来说,我国现代社会主义工业化的进程就是电气工程的现代化的发展水平。
电气设备在应用的过程中很容易发生故障,而通过红外热成像技术对电气设备进行检测,能够保证电力系统的安全稳定运行。
关键词:红外热成像技术;电气设备;故障诊断;应用科学研究表明,物体都能够发出红外线,并且红外线的波长都不一样,温度高的物体发出的红外线与温度低的物体的红外波长是有区别的。
而所谓红外热成像技术,就是根据温度不同波长不同的原理,对电气设备运行状态进行检测、分析的技术。
许多的电气设备的结构都十分庞大,构架复杂,导致拆装起来十分复杂,对于存在故障的电气设备,要对其故障原因进行检测,分析其内部结构,如果用传统方法,将机械设备拆开来检测,不仅工序复杂、冗长,还会耗费大量的人力物力。
而随着现代红外热成像技术的不断成熟,通过红外热成像技术的远距离、不接触、准确、实时、快速的特点,利用红外热成像技术对电气设备的故障进行诊断,则能够在不停电、不取样、不解体的情况下快速的对电气设备进行诊断分析,因此红外热成像技术在电气设备故障诊断中作用巨大。
通过对相关资料的研究分析,笔者在此谈谈自己对红外热成像技术在电气设备故障诊断中的应用的看法和见解,希望对相关学者的研究有一定的参考意义。
一、红外热成像技术的电气设备诊断原理红外线其本质上是一种电磁波。
自从1672年,牛顿通过利用分光棱镜成功的将我们日常所见的太阳光分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的单色光,这个实验的成功,证明了太阳光是复色光;再到1800年,赫胥尔发现光在红外光以外的地方的温度比其他单色光的地方的温度高,于是乎除了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的单色光的存在,红外光的也被人们所发现。
红外线的波长为0.78~1000μm。
红外线辐射是一种十分常见的辐射,任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量。
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基于红外热成像的电气设备故障诊断
发表时间:2018-06-25T16:18:03.490Z 来源:《电力设备》2018年第7期作者:魏国栋
[导读] 摘要:红外热成像是一种新型技术,其原理是通过非接触式的检测模式对高压电压设备热成像故障问题进行判断,现如今得到了广泛推广应用。
(中国石油大庆石化公司塑料厂黑龙江大庆 163714)
摘要:红外热成像是一种新型技术,其原理是通过非接触式的检测模式对高压电压设备热成像故障问题进行判断,现如今得到了广泛推广应用。
红外热成像故障诊断具有迅速、方便、稳定的优势,在电气设备运行状态检测上有着重要应用价值,缩减了设备停电时间,及时排查出设备运行电压、负荷电流等故障问题。
鉴于此,笔者结合实践研究,就红外热成像的电气设备故障诊断进行简要分析。
关键词:红外热成像;电气设备;故障诊断
为确保电气设备顺利进行,时刻保持最佳状态应定期进行检测,而传统的停电预防性试验效率低、需停电检测,不利于设备运行效率的提高。
而红外热成像技术的出现有效弥补了这一问题,通过非接触式检测形式与热成像技术检测设备运行,有效控制电器设备状态,做到发现问题及时解决,快速找到异常原因且可以预测设备劣化问题。
一、红外热成像技术原理
(一)红外热成像仪
通过热成像技术可以看出热图显示检测目标温度与装置,有温度的物体将会发出红外线,热成像仪即是接收物体发出的红外线经过有颜色像图观察检测物体温度结构状态,像图和物体外层热分布场是相对立的。
结合温度变化找到异常位置进行快速检测,借助物体的红外热分布图以及测量所需位置的温度分析设备故障位置与状态进行检测、维修。
(二)红外测温诊断技术
该种检测技术具有操作简单、无需停电、无需解体等优势。
检测过程中,进入热像仪试场中的物体都会显示在屏上城乡。
如果视场出现温度异常则可以清晰的看到其位置与个数并检测温度。
该技术经过观察运行下的设备故障造成的异常红外符合与温度场,在线带电检测,无需系统停止运行即可诊断设备运行状态。
同时,确保设备操作稳定、安全,不会对设备产生阻碍或影响。
此外,具有较强的适用性、检效率高优势。
红外诊断技术适合应用在各行业电气设备检验中,通过成像扫描,状态显示直接看到设备缺陷并对缺陷属性、位置科学分析。
节约了人力投入,检测快速,效率高。
该技术也有助于计算机分析,推动智能化进程。
红网外城乡诊断仪对于设备红外图像数值科学研究,对检测的设备运行合理处理继而得到异常位置受损状态。
同时,储存以往设备图像数据信息,构建设备运行档案数据中心展开故障形式研究,达到预知修护。
(三)红外检测技术判断根据
首先对全部需要检测的位置扫描,找到热态异常位置。
随后,对异常位置与重点检测设备展开温度测试且形成热像图。
通过技术分析软件展开准确分析,找出故障属性,制定解决方法。
最后,生成检测报告与异常热像图,针对异常设备图谱结合温度判断、同类比等方法诊断故障原因。
二、红外热成像的电气设备故障诊断应用
以企业为例,该企业引进该技术后累计检测设备缺陷近300次。
其中,重大缺陷600余次,内部缺陷300次,确保了电气设备稳定、平稳运行。
状态诊断、检修范围内效果显著,帮助企业提高了经济效益。
参照有关带电设备红外诊断技术要求进行红外热成像诊断技术应用,针对不同紧急、大型故障等检测、处理、经验总结得出:该技术对导电回路外部发热、故障等分析准确。
不过,红外热成像诊断技术用在电气设备绝缘受潮、老化、构件接触不良问题时,可能没有温度突变且温差较小。
因为热像仪分辨率、环境影响、人员专业水平达到准确的检测结果分析有较大困难,且现场检测易忽略。
因此,结合具体状况引进分辨率、总体属性不同的红外热成像涉笔,检测组的PM695热像仪集中应用在电气设备内部缺陷检测中。
在周期性普测、结合荷载、温度条件展开动态跟踪,加大故障诊断。
(一)高低压电力设备检测
冶金企业高低压电气设备内母线、导线、接线端子等设备受湿度、温度、有害气体影响导致设备接触不良、导体截面积降低、材料老化,常规检查时难以发现,长期运行导致设备非正常发热,安全隐患较大。
对此,通过热像仪进行故障诊断。
(二)变压器故障分析
通常变压器常规运行的热像图为:上端为高温区,温度逐步降低;套管升高座周围温度较高;设备呈现明亮的红外热图像。
不管荷载重量,变压器主体都会受到不同程度损耗,通过红外热成像仪经过同类比与档案分析方法进行变压构件热像检测比较,以此检测变压器存在的问题。
首先,通过红外热成像仪能够对变压器箱体局部温度较高检测,发现局部温度过高原因为:漏磁在箱体生成的涡流消耗导致发热,温度明显提升并带有钟罩螺栓过热发红问题,红外成像温度为200-300℃。
同时,因为发热区周围电气回路异常与绝缘介质劣化造成温度过高,因为发热时间温度,故障位置热量经过热传导与对流传导、四周导体扩散导致其温度较高。
所以,该种温度升高性质为发热点温度低,一般会超出周围箱体几摄氏度。
其次,应用红外热成像仪扫描变压器散热设备温度,从而得出变压器油回路是否堵塞。
或者通过红外热成像仪扫描油枕外层温度的分界面分析油枕中油位。
(三)电机故障判断
电机故障位置在接线桩头、轴承、联轴器、绕组等。
因为安装过程中未做好控制导致轴承受力异常、润滑油量低导致轴承磨损较大继而发热。
所以,通过温度判断法与同类比较共同检验电动机运行轴承温度,预防效果显著。
尽管红外成像仪仅可以检测电机外层温度,不过电机内部热量的提高也会传导外层温度提高。
针对这一问题,选择同类比较和被检测设备相似荷载下相近构件温度差,如果温度差超出15K应高度关注;在背侧电机和环境温度差超过40k也应重视。
如果热像图内电动机外壳局部较热则可能由于铁芯、绕组绝缘层老化造成。
如果电机外壳总体温度较热,分析是否由于空气流动不足或电机散热器异常造成。
换热器温度过高为直流电机多发故障,多因为外层受损变形、短路等导致。
所以,使用红外线成像仪检验换向器温度有助于提升直流电机运行稳定性。
(四)电缆故障判断
根据以往电缆事故经验分析,电缆故障集中于终端与中间接头位置,因为接触较热造成电缆绝缘受损出现击穿。
红外成像图内,如果
电缆终端总体温度超出其他荷载相似的电缆终端,相对温差超出20%时可以判断该电缆终端绝缘体受潮。
如果电缆重点部分构件过热,则可能因为制作油浸电缆头浇灌导致终端三叉口位置过热导致局部发热。
电缆中心接头过热主要因为中心接头连接过程中接管压紧松懈出现局部过热。
结合红外热像图可以清晰的看出故障属性。
结语:
总而言之,红外热像诊断技术应用在电气故障诊断中有着重要作用,对电气设备内部缺陷诊断也有着显著效果。
此外,由于多数内部故障发热在设备外层有温度制约影响,都可以应用红外热成像方法。
利用红外热成像技术有助于排除当前设备难以检测的设备运行问题,有助于提升电气设备稳定性、安全性,企业实现经济效益最大化。
另一方面,红外成像技术也能够达到电气设备状态控制,由状态维修体制过渡。
同时,将设备运行产生的数据输入微机系统,安排专业人员进行设备运行管理即可,结合各台设备状态有效维修,防止出现过修或欠维修问题。
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